第3章 恒定电流 单元检测 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

第3章 恒定电流 单元检测 一、选择题: 1．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为 （ ） A． B．L v S C． D． 2．当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断．由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别．那么熔丝熔断的可能性较大的是(　　) A．横截面积大的地方 B．横截面积小的地方 C．同时熔断 D．可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方 3．一电流表的内阻Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把该电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是(　　) A．应串联一个0.1 Ω的电阻 B．应并联一个0.1 Ω的电阻 C．应串联一个1 800 Ω的电阻 D．应并联一个1 800 Ω的电阻 4．某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图1所示的电路，接通电源后，可能出现的情况是(　　) A．电流表烧坏　　　　　B．电压表烧坏 C．小灯泡烧坏 D．小灯泡不亮 5．如图所示，有四盏电灯连接在电路中，L1和L2都标有“220 V　100 W”字样，L3和L4都标有“220 V　40 W”字样， 把电路接通后，最暗的是(　　) A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 6.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，热风将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有(　　) A．IU＞P　　　　　B．P＝I2(R1＋R2) C．IU＜P D．P＞I2(R1＋R2) 7．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V 时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(　　) A．0.31 μA B．0.42 μA C．0.15 μA D．0.43 μA 8．(多选)关于电阻率，下列说法中不正确的是(　　) A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大 C．电阻率的大小与导体长度和横截面积有关 D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻 9.(多选)如图所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则下列结论正确的是(　　) A．空载时输出电压UAB＝Uab/2 B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB<Uab/2 C．AB间的负载R越大，UAB越接近Uab/2 D．AB间的负载R越小，UAB越接近Uab/2 10．(多选)如图所示，有一个未知电阻Rx，用图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量，用(a)图电路测量时，两表读数分别为6 V，6 mA，用(b)图电路测量时，两表读数分别为5.9 V，10 mA，则下列分析判断正确的是(　　) A．(a)电路的测量值为1 kΩ，比真实值偏大，误差小 B．(a)电路的测量值为1 kΩ，比真实值偏大，误差大 C．(b)电路的测量值为590 Ω，比真实值偏小，误差小 D．(b)电路的测量值为590 Ω，比真实值偏小，误差大 二、实验题： 11.一个电流表的满刻度电流值Ig＝0.6 A，面板如图5所示，那么它每一小格所对应的电流是________mA，指针现在的电流示数是______A．如果这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg＝60 Ω，要把这个电流表的量程扩大成3 A，那么应该在Rg上______联一个电阻R，R的大小应是______ Ω；并联R后，测某一电流，指针仍指到图中所示位置，则该电流是______A，并联R后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联R前的________倍． 12．某同学想要了解导线在质量相等时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验： (1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示，读得直径d＝________ mm. (2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据： 电阻R(Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 导线直径d(mm) 0.801 0.999 1.201 1.494 1.998 导线截面积S(mm2) 0.504 0.784 1.133 1.753 3.135 请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系． (3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7 Ω·m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度L＝________ m(结果保留两位有效数字)． 三．计算题(计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．) 13．有两个白炽灯A“220 V　100 W”和B“220 V　25 W”，A和B串联在电路中，求： (1)通电后哪个灯比较亮？ (2)电路允许通过的最大电流为多大？ (3)两端允许加的最大电压为多大？ 14．一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻． 15．如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A、B两端电压 UAB＝8 V. (1)当开关S断开时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？ (2)当S闭合时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？ 参考答案： 1.【解析】根据电流的微观表达式、欧姆定律、电阻定律及电势差与电场强度的关系可得金属棒内的电场强度大小，故答案为D．【答案】D 2.【解析】　熔丝是串联在电路中的．由R＝ρ知横截面积小的地方电阻大，由P＝I2R知电阻大时热功率大，可判出横截面积小的地方易熔断．选项B正确．【答案】　B 3.【解析】　电流表改装为电压表应串联电阻． 电阻两端的电压U′＝U－Ug＝1 V－200×500×10－6 V＝0.9 V R＝U′/Ig＝1 800 Ω.【答案】　C 4.【解析】　电压表内阻很大，所在支路电流非常小，电压表和电流表均不会被烧坏，所以A、B错；通过小灯泡的电流几乎为零，故小灯泡不亮，选项C错，D对．【答案】　D 5.【解析】　由题意可判断，R1＝R2＜R3＝R4，且R4＞R1＞R23.由串联电路的功率分配可知，P4＞P1＞(P2＋P3)，而P2与P3的大小则由并联电路的功率分配可知，P2＞P3，故四盏电灯消耗的实际功率的大小关系为P4＞P1＞P2＞P3.【答案】　C 6.【解析】　电吹风机是非纯电阻电路，输入的电功率UI一部分是电阻R1、R2的电热功率I2(R1＋R2)，另一部分是电动机的机械功率． 电吹风机消耗的电功率为P＝UI，电热功率为PQ＝I2(R1＋R2)，机械功率为P机＝P－PQ＝UI－I2(R1＋R2)．【答案】　D 7.【解析】　由R＝得R≈3.18×108 Ω，所以I＝≈0.31 μA。【答案】A 8.【解析】　电阻率表示导体材料导电性能的好坏，其大小与导体长度、横截面积无关，电阻率越小，材料导电性能越好．温度对不同材料的电阻率影响不同，金属电阻率随温度升高而增大．选项A、C错．B、D均正确．【答案】　AC 9.【解析】　空载时RAB＝Rab，则UAB＝Uab，选项A正确．接负载R时，由于并联电阻小于小的分电阻，因此选项B、C正确D错误．【答案】　ABC 10.【解析】　a电路，U测＞U真I测＝I真．因此，R测＞R真．b电路，U测＝U真．I测＞I真．因此，R测＜R真．由于用两电路测量，电流变化明显．可知，Rx阻值较大，电流表内接时，误差小，因此选项A、D正确．【答案】　AD 11.【解析】　电流表满刻度电流值为0.6 A，每一小格所对应的电流是0.02 A＝20 mA；指针现在的示数是0.34 A．若将此电流表量程扩大成3 A，则应在Rg上并联一个电阻R，R＝IgRg/I′＝15 Ω；并联后测得的电流为1.70 A，并联R后刻度盘上每一小格代表0.1 A的电流，为未并联前的5倍． 【答案】　20　0.34　并　15　1.70　5 12.【解析】　(1)螺旋测微器读数要严格按步骤读取： (1＋0＋0.01×20.0) mm＝1.200 mm (2)由数据可得：R与S不成反比，R与S2成反比(或RS2＝常量)． (3)由(2)可得R＝ρ，所以L＝＝ m＝19 m. 【答案】　(1)1.200　(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝常量)　(3)19 13.【解析】　根据P＝，故RA＝＝ Ω＝484 Ω， RB＝＝ Ω＝1 936 Ω. (1)串联电路，电阻所消耗的功率与电阻值成正比，所以PA′＝I2RA<PB′＝I2RB，故B灯较亮． (2)串联电路中，允许通过的最大电流等于其中额定电流最小的电阻上的电流，由P＝UI得额定电流IA＝＝ A，IB＝＝ A， 则Imax＝ A＝0.114 A. (3)串联电路中，电路两端允许加的最大电压等于允许通过的最大电流与总电阻的乘积． Umax＝Imax(RA＋RB) ＝×(484＋1 936) V＝275 V. 【答案】　(1)B灯　(2)0.114 A　(3)275 V 14.【解析】　(1)电动机的输入功率 P入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W. (2)电动机提升重物的机械功率 P机＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4 W. 根据能量关系P入＝P机＋PQ，得热功率 PQ＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W. 产生热量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J. (3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻 R＝＝ Ω＝5 Ω. 【答案】　(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω 15.【解析】　(1)当S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R3及R1的下部不接在电路中，当滑动片P在最上端时，R2上获得的电压最大，此时的R1接入电路的电阻为零，因此R2上最大电压等于UAB＝8 V，当滑动片P在最下端时，R1的全部与R2串联，此时R2上的电压最小，UR2＝UAB＝4.8 V，所以R2上的电压变化范围为4.8 V～8 V. (2)当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑动片在最下端时，R2上的电压最小，此时R2与R3并联，再与R1的全部串联，R2与R3的并联电阻R′＝＝150 Ω，电压为U′＝UAB＝×8 V＝3.43 V，当滑动片在最上端时，R2上的电压最大等于UAB＝8 V，所以R2上的电压范围为3.43 V～8 V. 【答案】　(1)4.8 V～8 V　(2)3.43 V～8 V 学科网（北京）股份有限公司 $